[发明专利]Fe-Al2O3-Mo纳米涂层材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料及其制备方法。

背景技术

随着中国热喷涂技术的发展与提高，对喷涂层质量要求也愈来愈高。近年来美国等国家发展起来的高速燃气(HVOF)法是制备高质量涂层的新的工艺方法。由于超音速火焰喷涂方法具有很多优点，目前国内已先后从国外引进近十几台设备，在各工业部门发挥着重要作用。

热喷涂技术发展迅速，然而，传统的喷涂技术使用的材料结合强度差、气孔率高、耐磨性差的问题却始终存在，喷涂后的工作面仍然容易磨损，不耐腐蚀，机械性能难以达到热喷涂技术应有的水平，严重阻碍了热喷涂技术的普及，落后于现代生产设备的发展步伐。

发明内容

为了解决传统涂层耐磨性较差，硬度较低等问题，本发明提供Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占54-71份、Al₂O₃占23-36份、Mo占12份、TiO₂占1份、微量元素占0.47-0.58份，所述TiO₂作为添加剂加入，能提高材料的硬度和结合强度。

Al₂O₃也称刚玉，主要有3种晶型，即γ-Al₂O₃、β-Al₂O₃、α-Al₂O₃。在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al₂O₃。α-Al₂O₃形属于六方最密堆积，熔点，硬度高，不溶于酸碱耐腐蚀，绝缘性好，用作涂层材料能有效增强涂层耐磨性、硬度以及耐腐蚀性。

Mo的纯金属是银白色，非常坚硬。把少量Mo加到纳米涂层之中，可提高纳米涂层硬度。

所述微量元素为Sn、B、Cu、Co。

Sn在空气中表面生成二氧化锡保护膜而稳定。

Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢综合力学性能优异，是常用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。

Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-Al₂O₃-Mo的纳米球；

(2)将步骤(1)中制得的纳米球采用活性剂保护法混合Sn、B、Cu、Co制得纳米粉末。

本发明的有益效果是：

本发明制成的Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层的硬度可达HRC47，喷涂厚度可达3毫米，涂层密度可达7.43g/cm³,本发明综合性能优于传统涂层材料，硬度高、耐磨性好，与传统合金材料相比有着很大的进步，在相同的条件下，普通材料的磨损量是Fe-SiC-Mo涂层的3倍左右。

本发明强度好，耐磨，来源广泛，价格低廉，一般用于在常温下工作的机械零部件上，作滑动表面的硬面涂层及磨损部位的尺寸修复，适用于多种钢材，适合一些材料表面需要硬化，但价格低廉，节省成本，又达到硬化材料目的的使用条件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

实施例一

Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料，其组分及各组分的质量份数为Fe占54份、Al₂O₃占23份、Mo占12份、TiO₂占1份、微量元素占0.47份。

所述微量元素为Sn、B、Cu、Co。

Fe-Al₂O₃-Mo纳米涂层材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用气雾化法制得Fe-Al₂O₃-Mo的纳米球；